衰退中的商业蜂群的宏基因组和基因表达模式

为什么病蜂与我们息息相关

蜜蜂不仅仅产蜜；它们为许多填满我们超市货架的水果、坚果和蔬菜授粉。然而在美国，商业养蜂人仍在持续损失大量蜂群，尤其是在冬季。本研究从病毒和基因活动的层面深入蜂群内部，试图弄清哪些因素将兴旺的蜂群与濒临崩溃的蜂群区分开来。研究者通过将广泛的病毒调查与蜜蜂自身基因反应的测量相结合，旨在为养蜂人构建更好的预警工具，保护现代农业的重要基石。

剖析强壮与孱弱蜂箱

研究团队在加利福尼亚一个异常高损失期内走访了商业养蜂场。他们检查蜂群并根据成年蜂数量和蜜脾（发育中的蜜蜂）将蜂群分为强、 中、 弱三类。从15个蜂群中采集工蜂并提取全部RNA——这些分子信息既能反映存在哪些病毒，也能显示哪些蜜蜂基因被开启或关闭。利用高通量测序和强大的生物信息学工具，他们将蜜蜂RNA与寄生虫和其他微生物的RNA区分开来，然后编目病毒并测量每个蜂群中数千个蜜蜂基因的活性。

挣扎中的蜂群携带更多病毒

出现的图景很清晰：弱势蜂群携带了远多于其他群体的病毒负担。即便每个样本的总体测序投入相似，弱群所含的不同病毒种类数是中等群的两倍以上，是强群的三倍多。病毒基因物质在弱群的RNA中占更大比例，而且这些病毒显示出更多的遗传变异，表明长期强烈的病毒复制。与寄生性瓦螨相关的病原体，例如不同形式的畸形翅病毒和以色列急性瘫痪病毒，在弱群中特别丰富。一种肠道寄生虫——蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）也呈现相同模式，在较弱的蜂箱中相关RNA含量更高。

蜜蜂防御系统承受压力

除了统计病毒外，研究者还考察了不同强度蜂群中蜜蜂自身基因的表现。弱群显示出与免疫防御和应激反应相关基因的广泛上调：创伤愈合、吞噬与消化入侵者、应对氧化损伤、受控细胞死亡以及抗病毒的RNA干扰通路。它们还在与异常蛋白消化相关的基因中表现出活性升高，提示营养或肠道功能可能受损。相比之下，一些前线的抗菌肽和解毒酶在强群中更为活跃，同时还有一种名为 apisimin 的王浆肽。强群还显示若干与泛醌（辅酶Q）相关转录本水平较高，其他研究表明这些与改善能量代谢和延长蜜蜂寿命有关。

螨虫、管理与隐性信号

病毒与基因表达模式的组合表明，弱群正承受着沉重且持续的攻击，这在一定程度上可能由高瓦螨负荷驱动。这些螨不仅直接传播病毒，还能削弱蜜蜂免疫，给其他感染打开大门。中等群呈现中间态，通常以莱克西奈病毒（Lake Sinai viruses）为主，有时同时携带多种菌株。相比之下，强群似乎能抑制病毒复制和多样性，这可能反映了养蜂人更有效的螨虫控制。有趣的是，它们的基因谱并非简单地显示“更少”的免疫活动；相反，强群呈现出一种不同的免疫与解毒反应组合，可能表明一种更成功、更平衡的防御策略。

这对保护蜜蜂意味着什么

对养蜂人和研究者而言，这些发现强调仅计数病毒不足以预测哪些蜂群会失败。弱群和中等群拥有更丰富且进化更快的病毒群落，并显示出类似应急的免疫激活；而强群则将较低的病毒水平与一套不同的保护性基因活动相结合。作者认为，未来的诊断工具应将标准的病毒检测与少数几种能够反映免疫状态及暴露于如螨虫处理剂等化学物质的蜜蜂基因标记配对。这类组合的“健康签名”可提供更早、更准确的预警，帮助养蜂人在蜂群陷入不可逆衰退前采取干预措施。

引用: Nearman, A., Lamas, Z.S., Niño, E.L. et al. Metagenomic and gene expression patterns in declining commercial honey bee colonies. Sci Rep 16, 11642 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42605-w

关键词: 蜜蜂健康, 蜜蜂病毒, 瓦螨, 蜂群崩溃, 宏基因组学